3.2.1. Газ проходит сквозь стену

Газы из атмосферы могут проникать сквозь поры, трещины и иные дефекты материалов. Дефекты эти принято называть микродефектами, и действительно, если они не видны в оптический микроскоп, то размер их невелик — десятые доли микрометра. Ио для молекул это все равно, что глубокая река для мелкой рыбы. Когда-то вопросы натекания через дефекты считались в вакуумной технике вопросами первостепенной важности. Ио технология материалов улучшилась, и значимость этих вопросов уменьшилась. Действительно, если можно сделать материал без трещин и дефектов, то вопрос влияния дефектов на вакуум отпадает сам собой. Вопрос же изготовления вакуумноплотных материалов перешел в значительной мере в ведение материаловедов. Так вакуумная техника (и это лишь один из множества примеров) способствовала расширению сфе­ры интересов специалистов других областей науки и техники.

Разумеется, в жизни не все так просто, как на бумаге. Сделать вакуумно-плотный материал мало — надо еще его таким сохранить. А трещины могут появиться в процессе, например, хранения вакуумных приборов на складе из-за коррозии. Не следует думать, что для коррозии надо макать металл в азотную кислоту или морскую воду: на поверхности любого материала, если вокруг него воздух, всегда есть слой молекул воды.

Но даже через идеальный материал в прибор проникают газы из атмосферы. И в этом нет ничего странного — доста­точно вспомнить, что такое диффузия. Как уже говорилось, газы диффундируют через металл поатомно, через диэлектрики — в виде молекул. Самый маленький атом — у водорода, самая маленькая молекула — у гелия (это его атом!). Поэтому из атмосферы в вакуумные приборы проникают в основном именно водород и гелий, в зависимости от того, из какого материала сделан корпус прибора. За вековую историю электронных ламп были созданы стекла, через которые гелий проникает достаточно медленно, чтобы лампы сохраняли работоспособ­ность в течение 100 000 часов. Казалось бы, проблема решена. Ио гелий неожиданно напомнил о себе. В подводных лабо­раториях, в атмосфере которых азот заменен гелием, электрон­ные лампы (и s том числе кинескопы в телевизорах и передаю­щие телевизионные трубки в кинокамерах) выходили из строя из-за диффузии гелия через оболочку.